雷 超，巫正中

(陸軍勤務(wù)學(xué)院 軍事物流系，重慶 401311)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步，集成高新技術(shù)的車載監(jiān)控系統(tǒng)從無到有，逐漸走進(jìn)人們生活，走進(jìn)企業(yè)管理，走進(jìn)各行各業(yè)，為生產(chǎn)生活乃至軍隊(duì)信息化建設(shè)作出貢獻(xiàn)。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，研制自主可控的物流車載監(jiān)控系統(tǒng)，對于促進(jìn)物流運(yùn)輸信息化，特別是實(shí)現(xiàn)軍事應(yīng)用中的可視后勤建設(shè)需求，具有重要意義。

1 車載監(jiān)控系統(tǒng)的歷史與發(fā)展

日本建立了道路交通信息通信系統(tǒng)(Vehicle Information and Communication System，VICS)。通過安裝了GPS和GIS電子地圖的車載終端，為用戶收集道路信息、停車場空余車位、擁堵路況、實(shí)時交通事故等信息，獲取了不錯的效果[3]。歐盟國家在頒布的《關(guān)于公路運(yùn)輸車輛的終端設(shè)備》中提出：所有歐盟成員國客貨運(yùn)輸車輛上必須安裝和使用智能車載終端[4]。智能車載終端為車主提供實(shí)時的車輛運(yùn)行信息、路況信息，而監(jiān)控中心能夠精確地顯示車輛所在位置。

在軍事應(yīng)用上，借鑒沃爾瑪?shù)痊F(xiàn)代物流公司的高效經(jīng)營模式，美軍于1992年4月正式提出軍隊(duì)全資產(chǎn)可視化計劃 (Army Total Asset visibility，ATAV)。它綜合應(yīng)用GPS、RFID、衛(wèi)星通信等先進(jìn)技術(shù)，對傳統(tǒng)物流跟蹤方式進(jìn)行改革,使得美軍后勤補(bǔ)給能夠獲得更快、更精確的實(shí)時信息，實(shí)現(xiàn)了對后勤物資的全程追蹤和精確輸送，并在伊拉克戰(zhàn)爭中得到了運(yùn)用和檢驗(yàn)。

我國對車載監(jiān)控系統(tǒng)的研究也始于上世紀(jì)90年代。許多高校、企業(yè)、科研院所研究將GPS應(yīng)用于車輛定位導(dǎo)航和監(jiān)控調(diào)度。從一開始的理論探索，到應(yīng)用產(chǎn)品的實(shí)際開發(fā)，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，基于GPS和GSM、GPRS、CDMA技術(shù)的車載監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)形成了一波發(fā)展高潮。繼國外廠商之后，奇瑞、吉利等許多國內(nèi)車企也相繼開發(fā)基于手機(jī)APP的車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，汽車配備的通訊模塊通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)將車輛信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器[5]，用戶通過登錄手機(jī)APP可實(shí)時查看車輛狀態(tài)，甚至可以遠(yuǎn)程控制車輛門窗、空調(diào)、天窗等車內(nèi)設(shè)備，具備遠(yuǎn)程啟動發(fā)動機(jī)、輔助尋車等功能。3G、4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步成熟完善以后，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)與移動無線通信技術(shù)相結(jié)合的車輛監(jiān)控系統(tǒng)更是廣泛地應(yīng)用于交通運(yùn)輸、道路工程以及其他行業(yè)，提供包括物流企業(yè)貨運(yùn)信息查詢，“兩客一危”車輛安全監(jiān)控，運(yùn)鈔車、警車、消防車、救護(hù)車等特種車輛的定位與調(diào)度，公交車、出租車的運(yùn)維監(jiān)管等各類車輛跟蹤與監(jiān)控服務(wù)[6]，極大地提高了國內(nèi)物流企業(yè)運(yùn)營管理效率，有力地保障了公民財產(chǎn)與生命安全，促進(jìn)了大眾出行服務(wù)的智能化。

我軍按照軍委全面建設(shè)現(xiàn)代后勤的戰(zhàn)略構(gòu)想，充分借鑒吸收國內(nèi)外關(guān)于體系集成、實(shí)時可視、精確保障等信息化先進(jìn)技術(shù)理念與保障手段，力促后勤保障由過去的“模糊后勤”向“精確后勤”轉(zhuǎn)變。特別是在公路軍事交通運(yùn)輸方面，重點(diǎn)圍繞運(yùn)輸“保障資源動態(tài)可知、保障需求及時掌握、保障計劃輔助生成、保障過程全程可控”的目標(biāo)，初步建設(shè)了軍交運(yùn)輸動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，研制和配發(fā)使用了軍事物流車載終端，基本實(shí)現(xiàn)了對運(yùn)輸部隊(duì)的實(shí)時掌握，大大加強(qiáng)了軍交運(yùn)輸信息化建設(shè)，大幅提升了我軍后勤運(yùn)輸綜合保障實(shí)力。

2 車載監(jiān)控系統(tǒng)的組成與原理

車載監(jiān)控系統(tǒng)集成衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體，通常由車載終端設(shè)備、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心組成，系統(tǒng)總體構(gòu)架如圖2所示。

車載監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過車載終端獲取車輛地理位置、運(yùn)行速度、運(yùn)動方向等狀態(tài)信息，信息數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼后，經(jīng)由無線通信鏈路實(shí)時地發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心[7]。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心接收車載終端發(fā)送的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，作為數(shù)據(jù)源用于監(jiān)控中心和用戶查詢，以及匹配電子地圖，用以實(shí)現(xiàn)車輛信息的在線可視化。

具體來講，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對車輛的動態(tài)監(jiān)控，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)訪問與顯示等一系列數(shù)據(jù)處理流程。

1) 數(shù)據(jù)采集。車載終端通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊獲取車輛位置、速度、時間等信息，通過傳感器采集車輛參數(shù)、載運(yùn)物資、司機(jī)以及其他信息。

2) 數(shù)據(jù)發(fā)送。車載嵌入式微處理器對獲取的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出有用信息，并按照擬定的數(shù)據(jù)協(xié)議打包數(shù)據(jù)，經(jīng)過加密后通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

3) 數(shù)據(jù)接收。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心接收到車載終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，對其進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)通過的數(shù)據(jù)再進(jìn)行解密。如果校驗(yàn)未通過，說明數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)了丟失、損壞或者篡改、破壞，壞數(shù)據(jù)將被丟棄。

4) 數(shù)據(jù)解析。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心按照擬定的數(shù)據(jù)協(xié)議，對解密后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取出各類信息，轉(zhuǎn)換為需要的數(shù)據(jù)格式。

5) 數(shù)據(jù)存儲。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次篩選，將合格的數(shù)據(jù)存入對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表格中，作為數(shù)據(jù)源用于數(shù)據(jù)查詢和使用。

6) 數(shù)據(jù)的訪問及顯示。為實(shí)現(xiàn)車輛監(jiān)控的可視化，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心實(shí)時連接和訪問數(shù)據(jù)庫，將獲得的有效數(shù)據(jù)匹配在電子地圖上，用于顯示車輛位置、速度、軌跡及其他相關(guān)信息。

3 發(fā)展具有我國特色、自主可控的軍事物流車載監(jiān)控系統(tǒng)

在運(yùn)輸定位跟蹤技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合RFID技術(shù)，采集載運(yùn)物資信息，可用于物流信息監(jiān)控，構(gòu)成物流車載監(jiān)控系統(tǒng)。依托國家和軍隊(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施，以信息技術(shù)和現(xiàn)代物流理論為支撐，可實(shí)時、準(zhǔn)確、透明地獲取載運(yùn)物資、車輛位置狀態(tài)等信息，并對軍事物流運(yùn)輸活動進(jìn)行控制、監(jiān)督、管理[8]。

近年來，在國家大力推廣應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的大背景下，自主導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展時期。整合各類衛(wèi)星資源，研發(fā)綜合集成北斗、GPS、RFID以及通信技術(shù)于一體的車載監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于軍隊(duì)后勤物流運(yùn)輸領(lǐng)域，對于進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有軍交運(yùn)輸動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，具有極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和軍事效益。因此，發(fā)展具有我國特色、自主可控的軍事物流車載監(jiān)控系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。圖3顯示了構(gòu)建我軍軍事物流車載監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)想。軍事物流車載監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

3.1 雙模定位

目前，世界上主要有四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)：美國的GPS系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)、歐洲的GALILEO系統(tǒng)以及中國的“北斗”系統(tǒng)。經(jīng)過40多年的實(shí)踐，GPS系統(tǒng)已發(fā)展成為一家獨(dú)大，集高精度、全球性、全天候諸多優(yōu)勢于一體的無線電導(dǎo)航、定位、授時等多功能系統(tǒng)，因其成熟性和覆蓋面廣闊，國內(nèi)大部分車載監(jiān)控系統(tǒng)也主要應(yīng)用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位。同時又看到，GPS系統(tǒng)受美國軍方控制，雖然免費(fèi)向全世界開放了民碼，也停止了人為干擾定位精度的SA政策，但美國仍可以隨時降低其所認(rèn)為的對美國存在威脅地區(qū)的GPS精度，甚至可以隨時停止GPS，或者發(fā)送欺騙碼予以誤導(dǎo)，所以不能自主可控的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其安全性和連續(xù)性就沒有保證。為擺脫對美國GPS的高度依賴，特別是出于軍事應(yīng)用安全的考慮，我國將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為國家重大戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施，列入《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》。近年來，北斗系統(tǒng)及其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展十分迅猛，在交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、救災(zāi)減災(zāi)等生產(chǎn)生活各個領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展注入新的活力。發(fā)展精確、可靠、自主可控的物流車載監(jiān)控系統(tǒng)，必須依托我國自建的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，建設(shè)我軍物流車載監(jiān)控系統(tǒng)可以采用BDS/GPS雙模定位的綜合方案，即將北斗與GPS系統(tǒng)結(jié)合起來，不僅系統(tǒng)的容錯性更好，定位精度也可以更高。同時，采用BDS/GPS雙模定位還能防止美國未來由于特殊原因比如發(fā)生戰(zhàn)爭沖突，單方面關(guān)閉GPS服務(wù)對車載監(jiān)控系統(tǒng)造成影響，保證了物流車載監(jiān)控系統(tǒng)在我國能夠不受外界因素制約，全天候的正常工作，這一點(diǎn)從軍事上來看，意義重大。

3.2 多種通信方式

目前，車載監(jiān)控系統(tǒng)可供選擇的通信平臺有衛(wèi)星通信網(wǎng)、集群通信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等多種方案。常規(guī)方法是采用移動通信技術(shù)作為手段傳輸車輛和物流信息，其數(shù)據(jù)傳輸速度快，基站覆蓋范圍廣，可以滿足大范圍的數(shù)據(jù)、語音甚至視頻傳輸需求，是民營物流車載監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x方式。為避免偏遠(yuǎn)地區(qū)因基站數(shù)量不足導(dǎo)致傳輸信息丟失、信號中斷，保障車輛監(jiān)控的連續(xù)性和穩(wěn)定性，特別是在軍事應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)備用北斗短報文通信手段，作為車載監(jiān)控系統(tǒng)的輔助傳輸手段，通過數(shù)據(jù)拆分、報文拼接等方法實(shí)現(xiàn)中心與終端之間的數(shù)據(jù)交互。雖然北斗系統(tǒng)用作數(shù)據(jù)傳輸途徑，其容量和速率有限，但安全性比較高，可靠性好，特別是戰(zhàn)時，適用于野外條件下移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋薄弱、同時又需要軍隊(duì)開展后勤物資運(yùn)輸保障的地方。

3.3 物資信息采集

對于物流車載監(jiān)控系統(tǒng)而言，其車載終端除了要獲取車輛位置、速度信息以外，還應(yīng)當(dāng)具備保障物資的信息采集能力。這對于軍隊(duì)準(zhǔn)確掌握在運(yùn)物資信息，實(shí)施靈活、準(zhǔn)確、敏捷的供應(yīng)調(diào)遣以及庫存管理非常重要。未來信息化戰(zhàn)爭要求建成可視后勤，為部隊(duì)提供適時、適地、適量的精確保障，那么后勤保障就必須實(shí)現(xiàn)保障需求實(shí)時可知、保障資源實(shí)時可視、保障活動實(shí)時可控[9]。而集成RFID物資自動識別技術(shù)的物流車載監(jiān)控系統(tǒng)，可為載運(yùn)物資可視化提供技術(shù)手段[10]。RFID是一種非接觸式的射頻自動識別技術(shù)，可以通過無線射頻信號識別貨物的電子標(biāo)簽，讀寫存儲在標(biāo)簽芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)信息[11]。車載RFID讀卡器采集到貨品信息后，通過車載終端上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行分析與處理，并將信息保存在數(shù)據(jù)庫，用于查詢和顯示。利用RFID技術(shù)對載運(yùn)物資進(jìn)行自動化識別，能夠有效提高物資識別效率，大大提高軍事物流車載監(jiān)控系統(tǒng)的物資跟蹤與追溯能力。

4 結(jié)論

近年來，伴隨“互聯(lián)網(wǎng)+物流”理念的飛速發(fā)展，智慧物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)的信息化升級改造也在加速推進(jìn)。綜合運(yùn)用衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、物資自動識別技術(shù)，以物流監(jiān)控平臺和車載終端為基本組成的車載監(jiān)控系統(tǒng)，將開啟現(xiàn)代物流信息化建設(shè)的重要里程。同樣，研制集衛(wèi)星導(dǎo)航、傳感感知、物聯(lián)可視、遠(yuǎn)程可控多功能于一體的軍事物流車載監(jiān)控系統(tǒng)，將有助于優(yōu)化軍隊(duì)后勤補(bǔ)給工作，改善部隊(duì)后勤工作效率，為指揮官及時、準(zhǔn)確、透明地掌握后勤資源和保障狀態(tài)提供最大的支持和保證。